(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、測定機あるいは加工機において測定範囲あるいは加工範囲を超えるワークであっても、姿勢を変えながら測定あるいは加工を行える載置テーブルを提供することにある。【解決手段】  測定あるいは加工の対象であるワークを載置する載置面を有する載置テーブルにおいて、平面仕上げされた定盤上で移動あるいは回転自在とするために、この定盤から載置テーブルを浮上可能に支持し、あるいは載置テーブルを定盤上に固定して支持する支持手段と、載置テーブルの複数の姿勢を測定して、各姿勢における載置テーブルの位置と回転を検出するための複数の基準とを備えた構成とした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定あるいは加工の対象であるワークを載置する載置面を有する載置テーブルにおいて、定盤上で移動、回転自在とするために前記定盤から前記載置テーブルを浮上可能に支持、あるいは前記載置テーブルを前記定盤上に固定して支持する支持手段と、
前記載置テーブルの複数の姿勢を測定するための複数の基準と、
を備えたことを特徴とする載置テーブル。
【請求項２】
請求項１に記載の載置テーブルにおいて、前記複数の基準は、少なくとも基準球あるいは基準板のいずれかを含むことを特徴とする載置テーブル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の載置テーブルにおいて、前記複数の基準の各々の基準について相対位置あるいは相対角度が既知であることを特徴とする載置テーブル。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の載置テーブルにおいて、前記複数の基準を、前記載置テーブルの周囲に所定間隔で設けたことを特徴とする載置テーブル。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の載置テーブルにおいて、前記支持手段は、パッドを備え、前記パッドから定盤に対して少なくとも流体を噴出あるいは吸引する静圧流体軸受であることを特徴とする載置テーブル。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の載置テーブルにおいて、前記ワークを吸着する吸着パッドを含む吸着手段を前記載置面に更に備えたことを特徴とする載置テーブル。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の載置テーブルにおいて、前記パッドあるいは前記吸着パッドは多孔質材を含んで構成されたことを特徴とする載置テーブル。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の載置テーブルにおいて、前記載置テーブルはテーブル本体を含み、前記載置面と前記複数の基準を設置した設置部は一体となって前記テーブル本体に対して少なくとも傾斜、移動、回転、昇降のいずれかを可能としたことを特徴とする載置テーブル。
【請求項９】
上面が平面とされたベースと、前記ワークを測定する測定子を備えた検出器と、前記検出器を前記ベースに対して移動自在に支持する検出器支持機構と、前記検出器の少なくとも位置あるいは角度を測定する測定器とを備えた表面性状測定機であって、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の載置テーブルを更に備え、前記定盤としての前記ベース上に前記載置テーブルを載置したことを特徴とする表面性状測定機。
【請求項１０】
請求項９に記載の表面性状測定機において、前記載置テーブルの複数の姿勢の各姿勢では、前記検出器によって、前記基準の測定を行うとともに必要に応じて前記ワークの測定を行い、それらの測定結果を収集することを特徴とする表面性状測定機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表面性状測定機において、前記基準の測定結果に基づいて前記ベースに対する前記載置テーブルの各姿勢を計算し、その結果に基づいて、前記各姿勢において収集した前記ワークの測定結果を接続して統合測定結果を生成することを特徴とする表面性状測定機。
【請求項１２】
請求項９に記載の表面性状測定機を用いて、前記ワークの表面性状を測定する表面性状測定方法において、
前記ワークを載置した前記載置テーブルを前記ベース上で移動あるいは回転させて所定の姿勢に位置決めする位置決めステップと、
前記載置テーブルを前記所定の姿勢で前記ベース上に固定する固定ステップと、
前記所定の姿勢において測定可能な前記複数の基準を測定して基準測定データを収集する基準測定ステップと、
前記所定の姿勢において必要に応じて前記ワークのワーク測定データを収集するワーク測定ステップと、
前記位置決めステップと、前記固定ステップと、前記基準測定ステップと、前記ワーク測定ステップとを必要に応じて繰り返す繰り返しステップと、
前記基準測定データに基づいて前記ベースに対する前記載置テーブルの各姿勢を計算する姿勢計算ステップと、
前記載置テーブルの各姿勢の計算結果に基づいて、前記各姿勢において収集した前記ワーク測定データを接続して統合測定結果を生成するワーク測定データ統合ステップと、
を含むことを特徴とする表面性状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工または測定対象のワークを載置する載置テーブル、表面性状測定機および表面性状測定方法に関し、特に複数の姿勢でワークを測定してその測定結果を統合することのできる載置テーブル、表面性状測定機および表面性状測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な測定機では、その測定可能範囲と測定方向が限定されており、そのままでは測定範囲を超える大型ワークや複数の方向から測定を行う必要のあるワークを測定することが出来ないので、このようなワークを測定する場合には、据え付けられたワークの周囲にわたって測定機を移動させ、ワーク各部の測定を行って個別データを収集し、それらの個別データを統合する方法が用いられている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の形状測定装置は、大型の被測定物の近傍に予め精密に測定した基準点群を備えた測定用冶具を設けておき、測定機を移動して被測定物を測定した際に、この基準点群も測定しておき、この基準点群の測定結果から移動された測定機の位置関係を求めて、被測定物の座標データを合成して、全体の形状を把握するものである。
【０００３】
また、測定機や被測定物の移動にあたってエアーパッドを備えた測定用補助台を用いることによって、測定機や被測定物を軽快に移動可能とする発明がある（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−６７２８号公報
【特許文献２】特開平７−１８１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、大型ワークや複数の方向から測定、加工を行う必要のあるワークで、測定機や加工機をワークに沿って移動させて測定、加工するものでは、ワークの据え付けスペースのほかに、測定機、加工機を移動、設置するスペースが必要となり、特に大型ワークの場合には極めてスペース効率が悪いという問題点があった。
特に、ワークを精密に測定、加工する場合には、このワークと測定機あるいは加工機の双方を定盤上に載置して、測定機または加工機をワークの周囲に沿って移動させて測定、加工を行う必要があるために、大型の定盤が必要となり、特に大型ワークの場合には極めて大型の定盤が必要となる。ところが、このような大型定盤は高価かつ、メンテナンスに莫大な手間と費用を必要とし、さらにその設置面積全体に渡って強固な基礎工事を必要とすることから、さらに多額の費用を必要とし、また広い設置面積を確保すること自体が難しいという問題があった。
【０００５】
また、この場合、ワークに併せてその周囲に基準点を備えた基準冶具をその都度配置する必要があり、測定段取りあるいは加工段取りに多くの時間を必要とするという問題点があった。
本願発明は、このような問題を解決するために、従来の大型定盤に比べて小型の定盤でワークを異なる姿勢、方向で測定可能としてその測定結果を統合あるいは、異なる姿勢、方向で加工可能とするためにその姿勢、方向を測定することのできる載置テーブル、その載置テーブルを用いた表面性状測定機および表面性状測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明にかかる載置テーブルは、定盤に対してこの載置テーブルを浮上あるいは固定可能な支持手段と、複数の基準とを備えたことを特徴とする。
ここで、載置テーブルに複数の基準を備えるとは、基準を載置テーブルに直接設ける構成のほか、複数の基準を基準冶具に設け、その基準冶具を載置テーブルに固定する構成、あるいは単一の基準をワークに複数設ける構成をも含む。
この構成によれば、載置テーブルの載置面へワークを載置した状態で、支持手段によって載置テーブルを定盤から浮上させることが出来るので、載置テーブルの移動を軽快に行うことが出来る。
【０００７】
また、定盤上で載置テーブルを回転可能なため、測定機を用いた測定を行う場合には、測定のための検出器に対してワークの測定面を対向させることが容易になる。このようにして載置テーブルを（つまりワークを）回転させてその測定面を検出器に向けることができるので、ワークの周囲にそって測定機を移動させる従来例に比べて、定盤の寸法を小さくすることが出来る。その結果、測定のための広いスペースを確保する必要がない上、従来よりも小型の定盤で済むため、費用効率が向上する。
【０００８】
また、複数の基準を載置テーブルに設けるので、大型ワークに併せてその周囲に、基準点を備えた基準冶具をその都度配置する必要がなく、測定段取り能率が向上する。
さらに、複数の基準を設けることによって、測定機による測定を行う場合に、測定機の測定可能範囲にそれらの基準が配置されるようにして、各姿勢毎にその基準を測定することによって、載置テーブル移動あるいは載置テーブル回転を行った場合であっても、それらの基準測定データに基づいて載置テーブルの移動後あるいは回転後の相対的位置関係を計算することができるので、各姿勢における測定データを精度良く統合して、ワークの全体像を正確に把握することが出来る。
【０００９】
この発明において、前記基準は少なくとも基準球あるいは基準板のいずれかを含むことを特徴とする。
このように基準が基準球を含む場合は、その基準球の表面を３箇所以上測定することによって、基準球の中心位置を計算できるため、載置テーブルの姿勢を精度良く求めることが出来る。
また、基準が基準板を含む場合は、基準板上の複数点を測定することによって基準板の傾きや位置を計算できるため、載置テーブルの姿勢を容易に求めることが出来る。
【００１０】
この発明において、前記支持手段として静圧流体軸受を用いたことを特徴とする。
このように静圧流体軸受を用いれば、軸受面を形成するパッドから定盤に例えばエアーを噴出させることによって載置テーブルを浮上させることが出来る一方、エアーの流れる方向を逆にして、定盤側からパッド内にエアーを吸引させることによってこのパッドを吸着パッドとして機能させ、載置テーブルを強固に定盤上に固定することが出来るので、構成が簡単になる。
ここで、パッドの材質としては公知の材質を用いることが出来、例えばゴム製あるいは多孔質金属などのパッドでも良い。
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明にかかる表面性状測定機は、ベースと、ワークを測定する検出器と、この検出器を移動自在に支持する検出器支持機構と、この検出器の位置あるいは角度を測定する測定機であって、このベース上に前記載置テーブルを載置したことを特徴とする。
この発明によれば、載置テーブルを載置する定盤、つまりベースを小型に出来るので、測定機を大型化することなく、大型ワークを測定することが出来るので、費用、スペース効率などが飛躍的に向上する。
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明にかかる表面性状測定方法は、前記表面性状測定機を用いて、ワークを載置した載置テーブルをベース上で移動あるいは回転させて所定の姿勢に位置決めする位置決めステップと、載置テーブルを所定の姿勢で前記ベース上に固定する固定ステップと、所定の姿勢において測定可能な複数の基準を測定して基準測定データを収集する基準測定ステップと、所定の姿勢において必要に応じてワークのワーク測定データを収集するワーク測定ステップと、位置決めステップと、固定ステップと、基準測定ステップと、ワーク測定ステップとを必要に応じて繰り返す繰り返しステップと、基準測定データに基づいてベースに対する載置テーブルの各姿勢を計算する姿勢計算ステップと、載置テーブルの各姿勢の計算結果に基づいて、各姿勢において収集したワーク測定データを接続して統合測定結果を生成するワーク測定データ統合ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、載置テーブルの異なる姿勢で測定した測定データを精度よく接続あるいは合成して統合することができるので、全体の形状を正確に把握することが出来る。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、ワークを載置した載置テーブルを軽快に移動、回転することができるので、例えば測定機によって測定を行う場合は、測定箇所が測定機の測定範囲を超える場合であってもワークの測定箇所へ測定機の検出器を相対位置決めすることが容易にできる。
また、載置テーブルを回転させることによって、より小型の定盤あるいはベースを用いてワークの測定を行うことが出来る。
【００１５】
さらに、載置テーブルを移動、回転させた時の載置テーブルの各姿勢（つまりワークの各姿勢）を、複数の基準測定データから計算できるので、各姿勢におけるワーク測定データを精度よく接続あるいは合成して統合することができる。その結果、全体の形状を容易に正確に把握することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の実施例１にかかる載置テーブル１０を定盤としてのベース１上に載置した表面性状測定機１００の側面図を示す。図２にはその平面図を示す。
載置テーブル１０のテーブル本体Ｔの上面はワーク載置面とされており、ワークＷが載置される。テーブル本体Ｔの側面上部には、基準球Ｒｓを先端に設けた支柱Ｒｔが側方（図１の紙面左右方向および紙面垂直方向）へ突出するように複数の基準Ｒが載置テーブルＴの周囲に所定間隔で設置されている（図３参照）。この複数の基準球Ｒｓのそれぞれの中心位置の相対位置関係は前もって精密に測定されている。
【００１８】
テーブル本体Ｔの下面には、支持手段Ｓとしての空気軸受が、テーブル本体Ｔの四隅に設置されており、この空気軸受によって載置テーブル１０をベース１から浮上させたり、あるいは載置テーブル１０をベース１に固定することが可能である。
図４は、支持手段Ｓを示し、空気軸受部はその断面構造を示している。空気軸受部は水平断面が略円形状であり、その外筒Ｓ０の内部にパッドＳ１、空隙部Ｓ２、配管接続部Ｓ３を内蔵している。配管接続部Ｓ３は配管Ｓ４を介して圧力源Ｓ６に接続されている。配管途中には切替弁Ｓ５が介装されている。
【００１９】
パッドＳ１は多孔質材（多孔質金属）で形成されており、表裏（図４の上と下）に貫通する無数の微小穴が設けられている。
圧力源Ｓ６が図示しないスイッチにより起動されると、その圧搾空気が切替弁Ｓ５と配管Ｓ４を介して空隙部Ｓ２に供給され、パッドＳ１の微小穴から圧搾空気がベース１に向かって噴出され、パッドＳ１に浮上力を与えて載置テーブル１０をベース１から浮上させる。この浮上状態では、摩擦力とワークの重力がなくなるので、載置テーブル１０（つまりワークＷ）の移動、回転を軽快に行うことができる。
【００２０】
載置テーブル１０を所定の位置（姿勢）に位置決めした後、圧力源Ｓ６を図示しないスイッチにより負圧源として負圧を発生するように切替えると、空隙部Ｓ２の空気が配管Ｓ４を介して吸引されるので、パッドＳ１はベース１側から空気を吸引することになる。この操作によってパッドＳ１は吸着パッドとして働き、載置テーブル１０をベース１に吸着固定することになる。
なお、切替弁Ｓ５は必要に応じて配管Ｓ４の内部空気を大気に開放する。
【００２１】
表面性状測定機１００は、上面を平面仕上げされたベース１と、このベース１の後方（図１の紙面左方向）に設置された測定機構と、データ処理装置２０（図５参照）を含んで構成される。
測定機構は、ワークＷを測定する測定子３を先端に備えた検出器２と、この検出器をベース１に対して直交３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に移動自在に支持する検出器支持機構４と、この検出器の直交３軸方向位置を測定する測定機（リニヤスケール）５とを含んで構成される。
【００２２】
ここで、検出器支持機構４は、ベース１上に設置されたＸ軸ガイド機構４０と、このガイド機構４０によってＸ軸方向（図１の紙面垂直方向）にガイドされて移動自在とされるＸ軸スライダ４１と、Ｘ軸スライダ４１に沿ってＺ軸方向（図１の紙面上下方向）にガイドされて移動自在とされるＺ軸スライダ４２と、Ｚ軸スライダ４２に沿ってＹ軸方向（図１の紙面左右方向）にガイドされて移動自在とされるＹ軸スライダ４３とを含む。Ｙ軸スライダ４３の一端（図１の紙面右側）には検出器２が設置されている。
【００２３】
これらのＸ軸スライダ４１、Ｙ軸スライダ４２、Ｚ軸スライダ４３の位置は、測定機５（Ｘ軸リニヤスケール、Ｙ軸リニヤスケール、Ｚ軸リニヤスケール）によって測定されるので、検出器２の測定子３の位置（球状測定子３の中心位置）は測定器５の値から一義的に決定される。
図５に示すデータ処理装置２０は、検出器２と測定器５の測定結果から、ワークＷの各姿勢における測定結果を統合して統合測定結果を生成して出力する。
【００２４】
データ処理装置２０は、載置テーブル１０の各姿勢において複数の基準を測定して、その基準測定結果を格納する基準測定部２１と、基準測定結果に基づいてベース1に対する載置テーブルの各姿勢を計算する載置テーブル姿勢計算部２３と、載置テーブル１０の各姿勢においてワークＷを測定して、そのワーク測定結果を格納するワーク測定部２２と、載置テーブル姿勢計算部２３によって計算された載置テーブルの姿勢に基づいて、ワーク測定部２２に格納されたその姿勢におけるワーク測定結果を統合座標に変換し、統合座標に変換された各ワーク測定結果を接続して統合測定結果を生成するワーク測定結果統合部２４を含んで構成されている。
【００２５】
この様に構成された表面性状測定機１００によってワークＷを測定する手順を図６のフローチャートによって説明する。
ステップＳ１０の測定手順の開始にあたっては、前もって各基準の相対位置関係を測定しておくが、基準は載置テーブル１０に固定的に設置されているので、ワーク測定毎に基準相対位置関係を測定しなおす必要はない。
ステップＳ２０において、支持手段Ｓによって載置テーブル１０を浮上させ、例えば図２に示す姿勢に載置テーブル１０を位置決めする。
【００２６】
次にステップＳ３０において、支持手段ＳのパッドＳ１を吸着に切替えて載置テーブル１０をベース１に固定して第１姿勢とする。
その後、ステップＳ４０において、この第１姿勢での、基準Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の基準球の表面をそれぞれ３箇所づつ測定して、その結果（基準測定データ）を基準測定部２１に格納する。
次に、ステップＳ５０において、この第１姿勢におけるワークＷの測定を行って、ワーク測定結果（ワーク測定データ）をワーク測定部２２に格納する。
【００２７】
その後、ステップＳ６０においてワークＷの全測定を終了したか否かを判定して、全測定を終了していない場合はステップＳ２０へ戻る。全測定を終了した場合は、ステップ７０を実行する。
ステップＳ６０からステップＳ２０へ戻った場合は、ステップＳ２０とステップＳ３０において、ワークＷを第２姿勢に位置決め固定する。この場合の第２姿勢を図７に示す。
この第２姿勢では、ステップＳ４０において基準のＲ４、Ｒ５の測定を行い、ステップＳ５０においてワークＷの測定を行う。
【００２８】
以下同様にして載置テーブル１０を回転、位置決めして第３姿勢、第４姿勢とし、それぞれの測定を行う。この実施例において示すワークＷは略直方６面体であるので、第１から第４の４姿勢での測定で全測定を終了可能であるが、ワーク形状に応じて必要な姿勢を選択して、第１から第ｎのｎ姿勢での測定を行えば良い。
【００２９】
次に、ステップＳ７０において、載置テーブル１０の各姿勢（例えば第１姿勢から第４姿勢の各姿勢）を計算する。ここで基準Ｒ１からＲ１０の各基準の相互位置関係は前もって測定されており既知であるから、基準測定部２１に格納された基準測定結果に基づいてベース1に対する載置テーブルの各姿勢を載置テーブル姿勢計算部２３において計算する。つまり、表面性状測定機１００のＸＹＺ座標系における、基準Ｒ１からＲ１０の測定結果と、各基準の既知の相互位置関係とから、ＸＹＺ座標系における載置テーブル１０の各姿勢における位置と傾きを求める。
【００３０】
その後、ステップＳ８０において、ワーク測定結果統合部２４によって統合測定結果を生成する。このステップＳ８０における処理では、まず統合座標系を決定する。この統合座標系は、表面性状測定機１００のＸＹＺ座標系との関係（位置、傾き）が決定できる座標系であればＸＹＺ座標系から変換できるので、どのような座標系でもよいが、ここでは、説明の簡単のため、表面性状測定機１００のＸＹＺ座標系を統合座標系とする例について説明する。
【００３１】
ＸＹＺ座標系における載置テーブルの姿勢（位置、傾き）が計算済みであるから、その結果に基づいて、各姿勢におけるワークＷの測定結果を、位置ずれと傾きのないＸＹＺ座標系に変換する。その後、変換された各姿勢における個々のワーク測定結果を合成して接続することによってワーク測定結果の統合測定結果を生成する。
その後、ステップＳ９０において、この統合測定結果は、出力されて（表示出力、印刷出力、記憶装置への格納、外部出力装置への出力など）処理を終了する。
【００３２】
この実施例１においては、各基準の相対位置関係は既知であることを前提として説明したが、必ずしも各基準の相対位置関係は既知でなくとも良い。
各基準の相対位置関係が既知でない場合は、例えば第１姿勢と第２姿勢において測定した基準の両方を測定可能な中間姿勢を設け、その中間姿勢において、第１姿勢で測定した少なくとも２つの基準と第２姿勢で測定した少なくとも２つの基準とを測定可能とすれば良い。
【００３３】
例えば、実施例１において各基準の相対位置関係が既知でない場合、図８に示す中間姿勢において基準Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を測定することによって、第１姿勢に対する第２姿勢の位置と傾きを求めることが出来るので、最終的にワーク測定結果の統合測定結果を生成することが可能である。この実施例１では、同様に第２姿勢と第３姿勢において測定する基準Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７を測定できる中間姿勢と、第３姿勢と第４姿勢において測定する基準Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０を測定できる中間姿勢とを設ければ良い。
【００３４】
この場合、第４姿勢と第１姿勢において測定する基準Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１、Ｒ２を測定できる中間姿勢によってこれらの基準を測定すれば、測定データの合成、接続における誤差を最小限に留めることができることは言うまでもない。
【実施例２】
【００３５】
次に、図９によって本発明の実施例２にかかる表面性状測定機を説明する。
実施例１において示した載置テーブル１０では、テーブル本体Ｔの側面上部に、基準球Ｒｓを先端に設けた支柱Ｒｔが側方（図１の紙面左右方向および紙面垂直方向）へ突出するように複数の基準Ｒを載置テーブルＴの周囲に所定間隔で設置したが、実施例２においては、この基準球Ｒｓと支柱Ｒｔに代えて、図９に示す基準板Ｒｐを含んで基準を構成する。
その他の点は実施例１と同様であるので、説明は省略する。
【００３６】
基準板Ｒｐは平面仕上げされた直方６面体の形状であり、この基準板Ｒｐをテーブル本体Ｔの側面上部に、実施例１と同様に複数箇所に設置する。
一例として基準板Ｒｐ３の、基準の位置としては図９に示す３つの稜線の交点Ｒｅｐ３とすることが出来る。この場合は３つの各面について各々３箇所づつの測定を行って各面を決定し、その交点を求めることによって基準位置Ｒｅｐ３を求めることが出来る。
【００３７】
このようにして基準板Ｒｐを用いた場合であっても、基準球Ｒｓを用いた場合と同様にしてワーク測定結果の統合測定結果を生成することが出来る。
ここで、変形例として簡易的な基準の測定方法を図１０によって説明する。
載置テーブル１０は定盤としてのベース１上に固定されてワークＷが測定されるが、通常、ベース１は平面仕上げされており、さらに表面性状測定機１００のＸＹＺ座標系のＸＹ平面に平行とされているので、各基準の測定にあたっては、Ｚ軸座標値を簡易的な測定にしても差し支えない場合が多い。このような場合では、Ｚ軸方向の基準座標値は各基準による測定に代えて載置テーブル１０の載置面のＺ軸座標を測定することができる。
【００３８】
この場合、各姿勢における各基準の測定では、ＸＹ平面内における載置テーブル１０の位置と傾きが測定出来れば良い。図１０に示す例では、例えば基準板Ｒｐ３の第１面における点ｐ１とｐ２を測定し、更に基準板Ｒｐ３の第２面における点ｐ３と載置テーブルの載置面の上面を測定することで、基準板Ｒｐ３の基準の位置Ｒｅｐ３を決定することが出来る。図１０に示す基準板Ｒｐ４についても同様である。
【００３９】
この結果、基準板Ｒｐ３の設置面の方向ｄ３と基準板Ｒｐ４の設置面の方向ｄ４もそれぞれ求めることが可能となり、それらの交角Φも求められる。
このようにして各基準の位置と傾きを求めることができるので、この簡易測定を行う変形例においても、同様にしてワーク測定結果の統合測定結果を生成することが出来る。
なお、ここで、方向ｄ１の計算に際して基準板Ｒｐ３側面の点ｐ１とｐ２の測定結果を用いる例を示したが、これに代えて基準板Ｒｐ１、Ｒｐ２などの側面の点から求めても良いことはいうまでもない。
【実施例３】
【００４０】
次に、図１１によって実施例３にかかる表面性状測定機を説明する。
実施例１において示した載置テーブル１０では、その上部にワークＷを載置する載置面を備えるのみであったが、実施例３においては、載置テーブル３０の載置面にワークＷを吸着する吸着手段を備えて構成される。
その他の点は実施例１と同様であるので、説明は省略する。
【００４１】
図１１は載置テーブル３０の断面を示し、載置テーブル３０のテーブル本体Ｔの上部に吸着手段Ｃを備える。
図１２は、吸着手段Ｃの断面を示す。吸着手段Ｃは水平断面が略四角形状であり、その外筒Ｃ０の内部に吸着パッドＳ１、空隙部Ｃ２、配管接続部Ｃ３を内蔵している。配管接続部Ｃ３は配管Ｃ４を介して負圧力源Ｃ６に接続されている。配管途中には切替弁Ｃ５が介装されている。
パッドＣ１は多孔質材（多孔質金属）で形成されており、表裏（図１２の上と下）に貫通する無数の微小穴が設けられている。
【００４２】
負圧力源Ｃ６が図示しないスイッチにより起動されると、空隙部Ｃ２の空気が配管Ｃ４を介して吸引されるので、パッドＣ１は大気から空気を吸引することになる。この操作によってパッドＣ１は吸着パッドとして働き、ワークＷを載置テーブル１０の載置面に吸着固定することになる。
なお、切替弁Ｃ５は必要に応じて配管Ｃ４内部と大気を連通させる。
【実施例４】
【００４３】
次に、図１３によって実施例４にかかる表面性状測定機を説明する。
実施例１において示した載置テーブル１０では、その上部にワークＷを載置する載置面を備えるのみであったが、実施例４においては、載置テーブル４０はテーブル本体Ｔ1と、載置面Ｔ２と複数の基準Ｒを設置した設置部Ｔ３と図示しない傾斜機構を含み、この傾斜機構によって設置部Ｔ３は一体となって、テーブル本体Ｔ１に対して傾斜可能とされる。この図１３においては、左右方向に傾斜する例を示すが、設置部Ｔ３は前後方向に傾斜する構造でも良い。この傾斜機構は粗動、微動が可能であり、ワークＷを最適傾斜位置へ位置決めすることが出来る。
【００４４】
なお、傾斜手段としては、公知の種々の機構を採用することが出来るので、詳細説明は省略する。その他の点は実施例１と同様であるので、説明は省略する。
図１４は変形例としての載置テーブル５０を示し、この載置テーブル５０はテーブル本体Ｔ1と、載置面Ｔ２と複数の基準Ｒを設置した設置部Ｔ３と図示しない移動機構を含み、この移動機構によって設置部Ｔ３は一体となって、テーブル本体Ｔ１に対して移動可能とされる。この図１４においては、左右方向に移動する例を示すが、設置部Ｔ３は前後方向に移動する構造でも良い。この移動機構は粗動、微動が可能であり、ワークＷを最適位置へ位置決めすることが出来る。
【００４５】
なお、移動手段としては、公知の種々の機構を採用することが出来るので、詳細説明は省略する。その他の点は実施例１と同様であるので、説明は省略する。
図１５は変形例としての載置テーブル６０を示し、この載置テーブル６０はテーブル本体Ｔ1と、載置面Ｔ２と複数の基準Ｒを設置した設置部Ｔ３と図示しない昇降機構を含み、この昇降機構によって設置部Ｔ３は一体となって、テーブル本体Ｔ１に対して昇降可能とされる。この昇降機構は粗動、微動が可能であり、ワークＷを最適位置へ位置決めすることが出来る。
【００４６】
なお、昇降手段としては、公知の種々の機構を採用することが出来るので、詳細説明は省略する。その他の点は実施例１と同様であるので、説明は省略する。
図１６は変形例としての載置テーブル７０を示し、この載置テーブル７０はテーブル本体Ｔ1と、載置面Ｔ２と複数の基準Ｒを設置した設置部Ｔ３と図示しない回転機構を含み、この回転機構によって設置部Ｔ３は一体となって、テーブル本体Ｔ１に対して回転可能とされる。この回転機構は粗動、微動が可能であり、ワークＷを最適位置へ回転位置決めすることが出来る。
なお、回転手段としては、公知の種々の機構を採用することが出来るので、詳細説明は省略する。その他の点は実施例１と同様であるので、説明は省略する。
【００４７】
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
例えば、各実施例においては大型ワークを測定する場合を示したが、小型ワークであっても本発明によれば、従来よりもさらに小型の測定機を実現できるので、極めて経済的である。
【００４８】
また、実施例１においては、表面性状測定機として、直交座標系を備えた横型三次元測定機を用いる例を示したが、これに限らずどのような測定機でも良い。例えば、表面粗さ計、輪郭形状測定機でも良く、さらに極座標系を備えた多関節アーム型の測定機などであっても良く、また、円筒座標系や各種座標系を複合して用いる測定機であっても良い。また、検出器２あるいは測定子３を延長アームを介して装着するものでも良く、さらに検出器２あるいは測定子３は交換可能であっても良い。
【００４９】
また、検出器２としては接触式測定を行うもののほか、レーザ、静電容量、画像などを用いる非接触式測定を行うものでも良く、ポイント測定プローブの他、倣い測定プローブであっても良い。
実施例１においては、載置テーブルの支持手段Ｓは、載置テーブルの下面四隅に４個を設ける構成を示したが、積載重量などに応じて１個以上であれば、その数は限定されない。
実施例１においては、載置テーブルの載置面は平面である構成を示したが、ワークＷの形状に依存して各種の形状であっても良い。要は、ワークＷを安定に載置出来れば良い。また、各種のワーク固定冶具を用いるものであっても良い。
【００５０】
実施例１（図３）と実施例２（図９）において、載置テーブルに設ける基準として、基準球Ｒｓあるいは基準板Ｒｐを備えた基準を示したが、これに限らず位置を決定できる基準であればどのようなものでも良い。例えば、実施例１において支柱Ｒｔを備えず、基準球Ｒｓをテーブル本体へ直接固定あるいは埋め込むものであっても良い。
また、基準は溝部、凸部などでも良く、さらに十字溝部、十字凸部などでも良い。
さらに、着色マーカなどであっても良い。
【００５１】
実施例１（図３）と実施例２（図９）において、基準を載置テーブルの側面に備えた構成を示したが、これに限らず、載置テーブルの上面に備えても良い。
また、載置テーブル上面に鍔部を設け、その鍔部の下面に基準を設ける構成であっても良い。
さらに、防塵、防錆、衝突による破損防止などを目的として、これらの複数の基準の一部あるいは全てについて、カバーを設けても良い。
また、これらの基準を清浄に維持するための洗浄手段を備えていても良い。
【００５２】
実施例１においては、載置テーブルに複数の基準を備える構成を示したが、これに限らず、冶具に複数の基準を設け、その冶具を載置テーブルに固定する構成であっても良い。
また、複数の基準を設けた冶具をワークＷに固定する構成であっても良い。
さらに、単一の基準をワークに複数個固定する構成であっても良い。
【００５３】
実施例１においては、載置テーブルの支持手段として空気軸受を示し、載置テーブル固定時には、空気軸受のパッドを定盤（ベース）に着座させる構成を示したが、これに限らずパッドとは異なる上下に進退可能な固定脚を設け、載置テーブル固定時には、この固定脚を進出させて定盤に固定するものであっても良い。
【００５４】
実施例３（図１１）においては、１個の吸着手段を設ける構成を示したが、これに限らず、必要に応じて複数の吸着手段を備えても良い。また、吸着パッドを複数に分割された構造として、共通の負圧力源を用いる構成であっても良い。
実施例４及びその変形例（図１３〜１６）においては、テーブル本体Ｔ１に対して設置部Ｔ３を傾斜、移動、回転、昇降させる構成を示したが、これに限らず、実施例１における載置テーブル１０をベース１に対して傾斜、移動、回転、昇降させる構成であっても良い。
例えば、載置テーブルの支持手段Ｓに、このような傾斜、移動、回転、昇降機構を含むものであっても良い。
【００５５】
各実施例においては、直方６面体のワークを示したが、ワーク形状は任意である。
実施例のおいて示した載置テーブルは、ワークを載置して測定する場合を示したが、載置されたワークを加工する場合に用いても良い。
その場合、加工機に備えた測定機によって載置テーブルの基準を測定して、載置テーブルの各姿勢における位置と傾きを測定することが出来るので、加工機の加工プログラムに対して、座標変換を施して加工処理を行うことが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように本発明にかかる載置テーブルによれば、ワークを載置した載置テーブルを軽快に移動、回転することができるので、例えば測定機によって測定を行う場合は、測定箇所が測定機の測定範囲を超える場合であってもワークの測定箇所へ測定機の検出器を相対位置決めすることが容易にできるので、測定の自由度が向上し、同様に加工の自由度も向上する。
また、載置テーブルを回転させることによって、より小型の定盤あるいはベースを用いてワークの測定を行うことが出来るので極めて経済的である。
【００５７】
さらに、載置テーブルを移動、回転させた時の載置テーブルの各姿勢（つまりワークの各姿勢）を、複数の基準測定データから計算できるので、各姿勢におけるワーク測定データを精度よく接続あるいは合成して統合することができる。その結果、全体の形状を容易に正確に把握することが出来るので、複雑なワークを多方向から測定する必要がある複雑形状のワークであっても効率良く測定を行うことが出来る。
【００５８】
また、この載置テーブルを用いた表面性状測定機によれば、省スペース型の測定機が実現できるので、極めて経済的である。また、表面性状測定方法によれば、複雑なワーク形状であっても、最適方向からの測定を行い、それらの測定結果を精度良く統合できるので、測定の能率が向上する。
以上の通り、本発明は測定、加工の分野において極めて効果的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例１にかかる表面性状測定機の側面図である。
【図２】本発明の実施例１にかかる表面性状測定機の平面図である。
【図３】本発明の実施例１にかかる載置テーブルの基準の斜視図である。
【図４】本発明の実施例１にかかる支持手段の断面図である。
【図５】本発明の実施例１にかかるデータ処理装置のブロック図である。
【図６】本発明にかかる表面性状測定方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例１にかかる測定手順を説明する図である。
【図８】本発明の実施例１にかかる他の測定手順を説明する図である。
【図９】本発明の実施例２にかかる載置テーブルの基準の斜視図である。
【図１０】本発明の実施例２にかかる基準の測定方法の説明図である。
【図１１】本発明の実施例３にかかる載置テーブルの断面図である。
【図１２】本発明の実施例３にかかる載置テーブルの吸着手段の断面図である。
【図１３】本発明の実施例４にかかる載置テーブルの側面図である。
【図１４】本発明の実施例４にかかる載置テーブルの変形例を示す側面図である。
【図１５】本発明の実施例４にかかる載置テーブルの他の変形例を示す側面図である。
【図１６】本発明の実施例４にかかる載置テーブルのその他の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ベース（定盤）
２  検出器
３  測定子
４  検出器支持機構
５  測定器
１０、３０、４０、５０、６０、７０  載置テーブル
２０  データ処理装置
１００  表面性状測定機
Ｃ  吸着手段
Ｔ  テーブル本体
Ｓ  支持手段
Ｒ  基準
Ｒｓ  基準球
Ｒｐ  基準板
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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